Напівпровідникові HPHT-алмази як активні елементи електронних приладів: їх структурні та електронні властивості
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2021.06.068Ключові слова:
легований бором HPHT-алмаз, метод температурного градієнта, мікрофотограмметрія, раманівська спектроскопія, інфрачервона фур’є-спектроскопія, сканувальна кельвін-зондова мікроскопія, діод ШотткіАнотація
Методом НРНТ-кристалізації вирощено структурно досконалі монокристали алмазу типу IIb, леговані бором з розвинутими секторами росту {113} і {110}. Односекторні пластини напівпровідникового алмазу одержані при прогнозованому розкрої кристалів шляхом механічної та лазерної обробки з використанням розробленого мікрофотограмметричного 3D моделювання секторальної структури. Методами раманівської та ІЧ-спектроскопії вивчено структурну досконалість, особливості дефектно-домішкового складу кристалів. Електронні властивості секторів росту та міжсекторальних меж охарактеризовано безконтактним методом силової кельвін-зонд-мікроскопії. Показано необхідність застосування визначених оптичних і електрофізичних діагностичних методів паспортизації напівпровідникового матеріалу р-типу і перспективність використання односекторних напівпровідникових пластин для розробки конструкцій діодів Шотткі.
Завантаження
Посилання
Bormashov, V. S., Tarelkin, S. A., Buga, S. G., Kuznetsov, M. S., Terentiev, S. A., Semenov, A. N. & Blank, V. D. (2013). Electrical properties of the high quality boron-doped synthetic single-crystal diamonds grown by the temperature gradient method. Diam. Relat. Mater., 35, рр. 19-23. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2013.02.011
Blank, V. D., Bormashov, V. S., Tarelkin, S. A., Buga, S. G., Kuznetsov, M. S., Teteruk, D. V., Kornilov, N. V., Terentiev, S. A. & Volkov, A. P. (2015). Power high-voltage and fast response Schottky barrier diamond diodes. Diam. Relat. Mater., 57, рр. 32-36. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2015.01.005
Strelchuk, V. V., Nikolenko, A. S., Lytvyn, P. M., Ivakhnenko, S. O., Kovalenko, T. V., Danylenko, I. M. & Malyuta, S. V. (2021). Growth-sector dependence of morphological, structural and optical features in bo - ron-doped HPHT diamond crystals. Semicond. Physics, Quantum Electron. Optoelectron., 24, No. 3, pp. 261-271. https://doi.org/10.15407/spqeo24.03.261
Lytvyn, P. M., Strelchuk, V. V., Ivakhnenko, S. O., Nikolenko, A. S. & Kovalenko, T. V. (2021). Using digital microphotogrammetry for HPHT-diamond single crystals morphology analysis. Superhard Mater., No. 6, pp. 102-104 (in Ukrainian).
Li, R. F., Thomson, G. B., White, G., Wang, X. Z., Calderon De Anda, J. & Roberts, K. J. (2006). Integration of crystal morphology modeling and on-line shape measurement. AIChE J., 52, No. 6, pp. 2297-2305. https://doi.org/10.1002/aic.10818
Pajerowski, D. M., Ng, R., Peterson, N., Zhang, Y., Stone, M. B., dos Santos, A. M., Bunn, J. & Fanelli, V. (2020). 3D scanning and 3D printing AlSi10Mg single crystal mounts for neutron scattering. Rev. Sci. Instrum., 91, Iss. 5, 053902. https://doi.org/10.1063/5.0008599
Blank, V. D., Denisov, V. N., Kirichenko, A. N., Kuznetsov, M. S., Mavrin, B. N., Nosukhin, S. A. & Terentiev, S. A. (2008). Raman scattering by defect-induced excitations in boron-doped diamond single crystals. Diam. Relat. Mater., 17, Iss. 11, pp. 1840-1843. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2008.07.004
Nikolenko, A. S., Strelchuk, V. V., Lytvyn, P. M., Malyuta, S. V., Danylenko, I. M., Gontar, O. G., Starik, S. P., Kovalenko, T. V. & Ivakhnenko, S. O. (2021, August). Intersectoral boron-impurity-related fluctuations of local electrical properties in semiconductor HPHT diamond plates of different orientations. Proceedings of the 9th International Research and Practice Conference Nanotechnology and nanomaterials (NANO- 2021) (pp. 389–390), Lviv.
Kim, H., Vogelgesang, R., Ramdas, A. K., Rodriguez, S., Grimsditch, M. & Anthony, T. R. (1998). Electronic Raman and infrared spectra of acceptors in isotopically controlled diamonds. Phys. Rev. B., 57, pp. 15315- 15327. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.15315
Howell, D., Collins, A. T., Loudin, L. C., Diggle, P. L., D’Haenens-Johansson, U. F. S., Smit, K. V., Katrusha, A. N., Butler, J. E. & Nestola, F. (2019). Automated FTIR mapping of boron distribution in diamond. Diam. Relat. Mater., 96., pp. 207-215. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2019.02.029
Collins, A. T. & Williams, A. W. S. (1971). The nature of the acceptor centre in semiconducting diamond. J. Phys. C: Solid State Phys., 4, No. 13, pp. 1789-1800. https://doi.org/10.1088/0022-3719/4/13/030
Weaver, J. M. R. & Abraham, D. W. (1991). High resolution atomic force microscopy potentiometry. J. Vac. Sci. Technol. B: Microelectron. Nanom. Struct., 9, pp. 1559-1561. https://doi.org/10.1116/1.585423
Nonnenmacher, M., O’Boyle, M. P. & Wickramasinghe, H. K. (1991). Kelvin probe force microscopy. Appl. Phys. Lett., 58, No. 25, pp. 2921-2923. https://doi.org/10.1063/1.105227
Rodriguez, B. J., Yang, W.-C., Nemanich, R. J. & Gruverman, A. (2005). Scanning probe investigation of surface charge and surface potential of GaN-based heterostructures. Appl. Phys. Lett., 86, Iss. 11, pp. 112-115. https://doi.org/10.1063/1.1869535
Bandis, C. & Pate, B.B. (1995). Photoelectric emission from negative-electron-affinity diamond (111) surfaces: Exciton breakup versus conduction-band emission. Phys. Rev. B., 52, pp. 12056-12071. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.52.12056
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
